凹凸棒石及其改性材料对土壤镉生物有效性的影响与机制

作者：陈展祥; 陈传胜; 陈卫平; 焦文涛^*

来源：环境科学, 2018, 39(10): 4744-4751.

DOI：10.13227/j.hjkx.201801283

• 凹凸棒石
• 土壤
• 钝化修复
• 络合吸附
• 硅羟基
• 羧基

采用室内盆栽实验和吸附平衡实验,研究了凹凸棒石及其改性材料对土壤镉移动性和生菜吸收镉的影响,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)探讨了其机制.结果表明,凹凸棒石及其改性材料均可显著降低生菜体内的Cd含量,改性材料作用优于未改性材料,分别使生菜地上部分Cd含量最大降低41.0%和56.5%.凹凸棒石及其改性材料在投加量为1%时均可显著降低土壤CaCl2提取态Cd含量,最大降低幅度分别为34.2%和34.3%.凹凸棒石改性后对镉的饱和吸附容量明显提高.凹凸棒石主要是通过表面的硅羟基与Cd2+发生配位反应形成络合物来固定土壤镉,而改性凹凸棒石材料能够通过其表面的硅羟基和羧基与Cd2+发生配位反应形成络合物,从而降低Cd2+在土壤中的移动性,进而达到钝化修复Cd污染土壤的效果.因此凹凸棒石及其改性材料均可被用于镉污染农田土壤修复,但机制不同.

• 单位
  环境科学与工程学院; 中南林业科技大学; 城市与区域生态国家重点实验室; 中国科学院生态环境研究中心